影响水泥抗压强度的因素【三异丙醇胺对水泥抗压强度的影响】

　　摘 要：通过小磨和工业试验研究了三异丙醇胺对水泥28天抗压强度的影响，分析了三异丙醇胺提高水泥28天抗压强度的水化机理。　　关键词：三异丙醇胺（TIPA）水化；抗压强度
　　
　　1930年英国人高达得（Goddard）以树脂为原料的助磨剂专利在英国注册是现代助磨剂的起源[1]，早期使用矿物油、动物油或石油裂化残渣作为水泥助磨剂以提高水泥产品的加工性和防水性[2]。上世纪四十年代开发了“石油烃乳化剂”起到喷雾、分散及润滑的作用[3]。六十年代，欧美及前苏联出现了多种品牌的助磨剂，具有工艺助磨和质量改进功能的复合产品，以助磨为基础，同时改善水泥强度、凝结时间等，大大提高了使用水泥助磨剂的经济效益。
　　本文试验的三异丙醇胺是一种较新型的水泥助磨剂原料，具有独特的提高水泥28天抗压强度特点。
　　1 试验
　　1.1 试验方法
　　先小磨试验，然后工业试验，最后应用。试验方法参考JC/T 667-2004《水泥助磨剂》，GB/T 1346《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》，GB/T 17671《水泥胶砂强度检验方法》进行。
　　1.2 试验条件
　　熟料：C3S（63.8%），C2S（15.2%），C3A（3.3%），C4AF（11.9%）；石膏：化学石膏（CaSO4.2H2O含量99%）；助磨剂：DEG（二乙二醇）含量99.7%；助磨剂：TIPA（85%）；实验小磨：500*500mm标准小磨。
　　1.3 试验方案
　　1.3.1 试验室小磨试验
　　助磨剂溶液的配制，将10ml助磨剂与20ml蒸馏水充分混合均匀，制成（1：2）的助磨剂水溶液。编号为1、2、3、4、5的试样分别为空白样和添加0.03%DEG、0.01%TIPA、0.02%TIPA、0.03%TIPA，粉磨相同的时间，水泥配比均为：熟料：石膏=95：5，配样质量为5公斤。
　　1.3.2 工业试验
　　根据小磨试验结果，选择加入万分之一点五的TIPA与万分之三的DEG进行工业试验。
　　1.4 试验结果
　　1.4.1 小磨结果
　　工业试验的结果与小磨试验的结果相似，28天抗压强度较DEG提高了5.3MPa，提高幅度为9.1%，达到要求。
　　2 结果与讨论
　　目前市场要求助磨剂具有工艺和功能的双重特性，对提高水泥抗压强度有较强烈的需求。三乙醇胺由于能够促进早期C3A水化而提高水泥早期强度，但对后期强度没有改善或导致倒缩。试验证明TIPA能够大幅度提高水泥的28天抗压强度。加入TIPA后水泥胶砂28天抗压强度增加值最高为7.6 MPa，最低为4.9 MPa，增长幅度分别为13.5%和8.7%，增加值和增长幅度均较大。PA作为提高水泥后期抗压强度的手段。
　　根据Gartner[4]等认为，C4AF水化会产生一定量的铁（包括相似的铝离子）离子，并会继续形成氢氧化铁凝胶，覆盖于水化矿物表面延缓其水化；当TIPA存在时，生成的铁离子在高的PH条件下可与TIPA形成易溶于水的络合物，避免铁离子富集而产生凝胶覆盖于反应物表面而延缓水化，这样TIPA就促进了钙矾石向低硫型铝酸钙转化的速度，从而提高了水泥的后期水化强度。钙矾石转化为单硫型铝酸钙的水化反应如下：
　　
　　当TIPA存在时，可生成更多的低硫型铝酸钙（Afm）相，这是导致水泥28天抗压强度提高的主要原因。
　　参考文献
　　[1] 张成祥，蒋永波，黄曙. 助磨剂原理及应用（一）[J]. 新世纪水泥导报，2002，（1）：10.
　　[2] 田春云，鞠玉红. 水泥助磨剂的发展概述[J]. 精细与专用化学品，2002，（15）：11-12.
　　[3] 马顺水. 水泥助磨剂的应用与发展[J]. 福建建设科技，2007，（4）：61-62.
　　[4] Gartner；Ellis M，Myers；David，Influence of Tertiary Alkanolamines on Portland Cement Hydration[J]，1993.76（6）：1521-1530.
　　作者简介：
　　李国华，（1976～3）男，湖北武汉 工程硕士 中级工程师 研究方向：水泥有机化学添加剂